Xavier Barcons, un 'todoterreno' en el telescopio más grande del mundo

Xavier Barcons, un ‘todoterreno’ al frente del telescopio más grande del mundo

En un universo paralelo, Xavier Barcons, director general del Observatorio Europeo Austral (ESO), ha sido aprendiz de carpintero, encargado de almacén en una fábrica de zapatos y ha recorrido varias veces el Camino de Santiago en bicicleta. Un ‘todoterreno’ que incluso ha participado como monologuista en dos ocasiones en el Club de la Comedia… científica, adaptación de un certamen internacional, Famelab, creado para divulgar los conocimientos de los investigadores de una manera original y divertida. En España ya va por su séptima edición.

Verle contar en qué consisten los exoplanetas mientras imita al humorista Eugenio o a Félix Rodríguez de la Fuente no tiene desperdicio. Un punto de inflexión cómico que siempre es de agradecer en el mundo de la investigación, y que le ha valido para poder hacer llegar al gran público cuestiones astronómicas nada fáciles de explicar.

Nacido en L’Hospitalet de Llobregat (Barcelona), en el universo científico, Xavier Barcons ha sido profesor universitario y profesor de investigación del CSIC, es doctor en Física por la Universidad de Cantabria, fundador del prestigioso Instituto de Física de Cantabria IFCA (CSIC-UC) y uno de los mayores expertos mundiales en observaciones en rayos X de agujeros negros gigantes y galaxias activas. Desde septiembre de 2017 dirige el ESO, la principal organización europea dedicada a la observación del universo, que ahora mismo está construyendo el Telescopio Extremadamente Grande (ELT), el mayor ojo del mundo para observar el cielo.

Recreación del futuro Telescopio Extremadamente Grande (ELT) / ESO

EL RETO DEL MAYOR TELESCOPIO DEL MUNDO

– ¿Cuáles son los grandes retos que tiene planteados durante su mandato al frente del ESO?

Construir el Telescopio Extremadamente Grande, a la vez que mantener a nuestros observatorios en Paranal y ALMA (Atacama Large Milimeter Array), en la frontera del conocimiento. Se dice muy rápido, pero conseguirlo es un reto de gran envergadura.

– ¿Van los trabajos de construcción del ELT acordes con la previsiones de que la primera luz sea a finales de 2025? ¿Qué problemas principales plantea?

Los trabajos van a muy buen ritmo, de hecho todos los contratos esenciales para la construcción están ya en manos de la industria. Nuestro personal está trabajando muy intensamente siguiendo los trabajos en la industria, asegurando que los elementos necesarios para ensamblar el telescopio se están desarrollando de acuerdo a las especificaciones. Un proyecto de la envergadura del ELT es enormemente complejo, con una multitud de subsistemas e interdependencias entre ellos que tenemos que controlar de manera muy detallada. Los elementos optomecánicos (los espejos con sus soportes, los actuadores, sensores… ) son críticos para cualquier telescopio, pero el tamaño del ELT hace que absolutamente todo sea un reto.

– Permítanos una ironía: ¿la elección del nombre Telescopio Extremadamente Grande les llevó mucho tiempo?

Este es un nombre genérico que se utiliza para la siguiente generación de telescopios ópticos. Nosotros usamos ELT internamente por abreviar (también tenemos el VLT – Very Large Telescope), aunque de cara a fuera es el “ELT de la ESO”. Ciertamente no somos muy ocurrentes con los nombres.

ÓPTICA SIN TURBULENCIAS ATMOSFÉRICAS

– Con un espejo primario de 39 metros de diámetro el ELT va a ser el mayor telescopio óptico e infrarrojo del mundo. ¿Por qué no se pudo optar por el de 100 metros de diámetro, como estaba previsto en un principio, y sí por este? ¿Fue solo por falta de financiación?

Los retos tecnológicos para construir un telescopio mayor que el ELT eran abrumadores y ponían en riesgo su viabilidad. Los volúmenes, masas, tamaños y tiempos de construcción hacían que un telescopio de 60 o 100 metros no se pudiera construir en un tiempo competitivo. Así que hubo que hacer un ejercicio de realismo, sopesando cuidadosamente las capacidades científicas frente al coste y complejidad, y se acordó en 2011 proponer al Consejo de la ESO este proyecto.

El diseño óptico es muy novedoso, ya que el telescopio consta de cinco espejos, en lugar de los tres que forman la actual generación de telescopios. Eso ha permitido reducir el tamaño a niveles manejables. Un elemento imprescindible para el ELT es la necesidad de utilizar la técnica conocida como “óptica adaptativa”, mediante la cual podemos corregir en tiempo real una parte muy importante del efecto de las turbulencias atmosféricas. Esta tecnología la usamos de manera rutinaria en el VLT, pero para el ELT seguirá siendo un reto.

EL GALILEO DEL SIGLO XXI

– El ESO habla de que el ELT podría revolucionar por completo la Astronomía contemporánea, tanto como lo hizo el telescopio de Galileo hace 400 años ¿Qué aportaciones principales se esperan de él?

Como para todas las grandes infraestructuras científicas, el diseño del proyecto debe cumplir con los requisitos para alcanzar determinados objetivos científicos. Entre ellos, sin duda, la caracterización de exoplanetas, determinar con precisión las poblaciones de estrellas en galaxias externas, estudiar con detalle el entorno de agujeros negros, determinar la estructura interna de galaxias lejanas, detectar las primeras galaxias que se formaron en el universo, y muchos más. Pero la experiencia nos demuestra que con toda probabilidad los principales avances y descubrimientos que aportará el ELT no los podemos predecir ahora mismo.

Primera imagen de un exoplaneta obtenida por el telescopio VLT en 2004 / ESO

IMÁGENES DIRECTAS DE EXOPLANETAS

– Los exoplanetas se localizan gracias a cálculos como medir las velocidades radiales o los tránsitos, que harían variar la luz de la estrella principal. ¿En qué medida se puede avanzar en este campo gracias al ELT?

Con unas pocas excepciones, en casos de planetas muy alejados de su estrella, la mayoría de las detecciones de exoplanetas son por métodos indirectos, particularmente midiendo oscilaciones en la velocidad radial de la estrella alrededor de la que orbitan, o detectando un pequeño oscurecimiento de la estrella cuando el planeta pasa por delante. En ambos casos la capacidad del ELT superará con creces la capacidad de los telescopios actuales, pero además abrirá la puerta a poder obtener imágenes directas de planetas parecidos a la Tierra orbitando a estrellas parecidas al Sol. Para ello necesitamos todavía desarrollar nuevas tecnologías que permitan construir la instrumentación avanzada con la que equipar el ELT para este objetivo concreto. Pero sin un telescopio de 40 metros de diámetro esto no sería posible.

– ¿Cuántos exoplanetas hay catalogados actualmente y cuántos podrían albergar indicios de vida?

En la actualidad hay más de 4.000 exoplanetas conocidos, muchos de ellos en sistemas múltiples. Unas decenas se encuentran en lo que llamamos “zona habitable”, es decir, que su temperatura superficial estimada se encuentra entre 0 y 100 grados, de tal manera que de haber agua sería líquida. Naturalmente esta es solamente una condición necesaria para que un planeta pueda albergar vida, hay muchas más y aunque un planeta sea habitable no necesariamente va a contener vida.

Los instrumentos del ELT están habilitados para poder realizar observaciones de atmósferas planetarias en el infrarrojo, y en esa zona espectral se pueden detectar trazas de algunos gases que podrían indicar la presencia de vida. Nos queda mucho que aprender en este terreno.

– ¿Será ese el principal programa de observación?

El ELT va a ser un observatorio, no un experimento. Esto significa que todos y cada uno de los programas de observación que se ejecuten en el mismo resultarán de propuestas que los científicos prepararán y que serán evaluadas por un comité de expertos. Así que esperamos una gran variedad de objetivos científicos, de observaciones en absoluto restringidas a determinadas zonas del cielo.

RadiotelesY. Beletsky (LCO)/ESO

EN BUSCA DE VIDA EXTRATERRESTRE

– El ESO participa junto a otros países de América y el Este de Asia en el gran radiotelescopio ALMA, con 66 antenas situadas en Cerro Chajnantor, en el desierto de Atacama (Chile). Gracias a sus datos, este año ya se ha hallado una molécula prebiótica en una protoestrella como fue el Sol. ¿Estamos cerca de encontrar vida extraterrestre?

ALMA es una máquina de observación de gases fríos y muy en particular de moléculas en el espacio. Sin duda, entre la multitud de moléculas que se descubren con ALMA nos vamos acercando más a la complejidad que poseen las moléculas prebióticas.

– ¿Con qué otros telescopios trabaja el ESO?

ESO opera el observatorio óptico e infrarrojo más potente del mundo en Cerro Paranal: el VLT, junto al interferómetro VLTI y otros telescopios en el mismo lugar. El VLT consta de cuatro telescopios de 8,2 metros de diámetro cada uno, junto a tres instrumentos en cada uno de ellos. Tanto estos como otros cuatro telescopios móviles de 1,8 metros pueden trabajar concertadamente constituyendo un interferómetro que opera a longitudes de onda infrarrojas, un equipamiento único en el mundo. Además tenemos en Cerro La Silla -el primer lugar donde ESO estableció sus telescopios hace ya 50 años- dos telescopios de 3,5 metros cuyas observaciones se dedican de manera prácticamente exclusiva a detectar exoplanetas uno, y a estudiar fenómenos transitorios otro. En el llano de Chajnantor, junto a ALMA, tenemos también un radiotelescopio de un solo plato llamado APEX. Y finalmente acabamos de firmar un acuerdo para que el Cherenkov Telescope Array instale la parte sur de este observatorio en la zona de Paranal, para que el ESO haga sus operaciones en cuanto esté construido.

– ¿Qué descubrimientos reseñables están haciendo?

Los observatorios del ESO dan lugar a unos 1.100 artículos científicos cada año, y bastantes de ellos recogen resultados de muy alto impacto. Entre los últimos, cabe destacar la medida de un efecto predicho por la relatividad general en una estrella que orbita cada 16 años el agujero negro gigante en el centro de la Vía Láctea, o la detección de un planeta del tamaño de la Tierra (Próxima b) orbitando la estrella más cercana al Sol. ALMA y APEX han sido claves para poder obtener la primera imagen de un agujero negro gigante, mediante el experimento denominado Event Horizon Telescope. Podríamos seguir contando avances espectaculares durante horas.

“UN GRAN MOMENTO”

– ¿Qué nos aporta la célebre imagen del agujero negro de la galaxia M87?

Ha sido un esfuerzo que ha necesitado de ocho radiotelescopios, entre ellos los ya citados ALMA y APEX, y también de una instrumentación instalada en cada uno de ellos para el efecto. Además, por supuesto, del entusiasmo de un grupo de científicos. El resultado corrobora las ideas que teníamos sobre agujeros negros. La idea que veníamos usando se ha visto confirmada con esta observación. Ha sido un gran momento.

– ¿Con qué instrumental se puede seguir indagando en el estudio de las ondas gravitatorias, predichas por Einstein y demostradas por los científicos del experimento LIGO en 2016?

Más allá de los instrumentos LIGO y Virgo (en Europa), la siguiente frontera está en el espacio. Los detectores de ondas gravitatorias en tierra seguirán arrojando importantes descubrimientos -que hay que complementar con observaciones en telescopios convencionales- en el ámbito de las fusiones de agujeros negros estelares o estrellas de neutrones. Pero para detectar la fusión de agujeros negros supermasivos hay que ir al espacio. La ESA tiene en proyecto una misión llamada LISA que podría ponerse en órbita alrededor de 2035.

RETROALIMENACIÓN DE GALAXIAS Y AGUJEROS NEGROS

– Los últimos estudios apuntan a que todas las galaxias, incluida la nuestra, albergan un agujero negro supermasivo o gigante en su centro, con una masa de miles de millones de soles. ¿Hacia dónde se dirigen las investigaciones y cómo va a ayudar el ELT en este aspecto?

Sabemos de la existencia de estos agujeros negros gigantes por múltiples caminos. También sabemos que para que un agujero negro consiga tener esa masa ha debido de crecer a base de tragar materia por atracción gravitatoria y este proceso libera grandes cantidades de energía. La gran pregunta es cómo han conseguido crecer las galaxias y el agujero negro gigante que tienen en su centro sin que este último las destruya. No solamente el ELT, sino toda la batería de telescopios en tierra y en el espacio de los que vamos a disponer en los próximos años nos guiarán hacia comprender mejor este fenómeno de retroalimentación entre galaxias y agujeros negros.

– ¿Cómo logra combinar su labor de investigador con la de director del ESO?

La verdad es que en la actualidad apenas me queda tiempo para ir a conferencias y discutir con los colegas algunos resultados, no me queda tiempo para investigar.

“SE DEBERÍA ENSEÑAR ASTRONOMÍA EN LA ESO”

– ¿Qué opina el director del ESO de la ESO? ¿Cree que se debería potenciar más la ciencia en los colegios?

Creo que la ciencia tiene que iluminarnos en muchos aspectos de nuestra actividad. El método científico es clave para tomar decisiones que nos afectan a todos. Por ejemplo, el sinsentido al que estamos asistiendo con los ‘antivacunas’ no existiría si se hiciera más hincapié en el uso del método científico como principio. Bueno, y además no sobraría que se enseñara algo más de astronomía en la ESO, al tratarse de una de las ciencias más antiguas y que combina conocimientos de muchas de las ciencias básicas, como las matemáticas, la física y la química.

Con un toque de humor…

– En un monólogo del Club de la Comedia… científica dijo que los universos paralelos son como las promesas electorales: unas están en un universo y la realidad en otro. ¿Qué puede esperar la ciencia tras estas elecciones?

Hay teorías en las que los universos paralelos se reconectan. Siempre positifo, nunca negatifo.

– ¿Hay algún exoplaneta que tienda a hacerse independiente de su estrella?

Cualquier cosa que diga será usada en mi contra.

– ¿También hay corrupción en el espacio?

Voy a ver si alguien nos financia un nuevo instrumento para el ELT que nos permita responder a esta pregunta.

– ¿Cómo le explicaría a alguien lego en la materia la diferencia entre un agujero negro normal y un agujero negro gigante?

Cuestión de tamaño, es como comparar un grillo con un elefante.

En Nobbot | José María Madiedo, nuestro hombre en la Luna

Imágenes | ESO, Xavier Barcons